PWM bei extrem hohen Strömen

[yaro]

Hallo Leute,

ich möchte als kleines Nebenprojekt mit einem Kumpel zusammen ein motorisiertes Bobbycar bauen.
Die Mechanik übernimmt er (Sein Vater besitzt eine Firma, wo er mit Metall arbeiten kann), und ich kümmere mich um die Elektronik.
Ich habe geplant von Schrottplatz einen Anlasser zu holen, und den mit einem Autoakku zu betreiben.
Nun habe ich gesehen, das Autoakkus für z.t. bis zu 700A ausgelegt sind, dann wird ein Anlasser wohl auch nicht weniger als 200-300A current haben, was ein Problem für mich darstellt, denn ich hatte eigentlich geplant die Geshwindigkeit mit einem PWM zu steuern, über einige Power-MosFets.
Naja, ich habe bisher nur mit sehr kleinen Strömen gearbeitet (unter 10A), wo eine PWM Regelung ganz angemessen war. Lohnt es sich es bei diesen Strömen mit PWM zu regeln, oder gibt es andere Möglichkeiten?
Man könnte z.B. ein Poti vorschalten, wobei sich die Frage stellt, welches Poti solche Ströme aushällt.
Wie wird sowas bei kleinen elektro-Fahrzeugen eigentlich standartmäßig geregelt?

lg, Yaro

[lokirobotics]

Ich würd mich erstmal informieren, was so ein Anlasser wirklich zieht. Vielleicht einfach mal an Papis Auto nachmessen.
Ich kann mir nicht vorstellen, dass ein Anlasser 3k6W zieht.

[vohopri]

Hallo Yaro,

ein Anlasser ist da fehl am Platz, du brauchst einen Motor, er im entsprechenden Leistungsbereich liegt.

Was hast du denn für einen Leistungsbedarf ausgerechnet?

grüsse,
Hannes

[hardware.bas]

Was vohopri schreibt ist richtig: ein Anlasser ist dafür ausgelegt, kurze
Zeit mit viel Kraft zu drehen, mehr noch, er ist bewusst so dimensioniert,
dass die KFZ-Akku-Spannung auf ca. die Hälfte zusammenbricht. Das
nennt sich dann Widerstandsanpassung und nur so kann der Anlasser,
die maximale Leistung der Batterie entziehen, in der Batterie fällt dann
in etwa die selbe Leistung ab für den Moment. VG Micha

[yaro]

Ich hatte Mit einer Leistung von 1-1.5kW gerechnet, sodass der Akku (ca. 80Ah) eine Halbe Stunde bei guter Belastung durchhällt.
Ich denke für ein Bobbycar sind 1-1.5Kw volkommen ausreichend, da das Gewicht ja zehmlich klein ist.
Das, wieso ich einen Anlasser nehmen wollte ist, dass ich auf die schnelle keinen passenden Motor gefunden habe (entweder absolut zu teuer, oder für 220V wechselspannung ausgelegt). Einn Anlasser bekommt man dabei schon für 20Euro.
Hällt ein Anlasser die Dauerbelastung nicht aus?
Mit welchen Motoren könnte ich denn sonst arbeiten? Theoretisch könnte ich auch mehrere parallel schalten. oder?

P.S. An Papas auto messen wird ein wenig schwierig, denn mein Messgerät hällt nur 10A aus und ich würde es nur ungerne abfackeln =)

[hardware.bas]

Es ist gesagt worden! Anlasser sind dafür nicht konstruiert. Kleine Mess-
empfehlung für Papas Auto, ohne das der Vielfachmesser abraucht.
Alle Verbraucher aus (fast), Spannung an der Batterie messen, Beleuchtung
ein, Spannung an der Batterie messen. Da bekannt sein müsste, wieviel
Leistung die Beleuchtung zieht, kann man durch den Spannungsabfall an
der Batterie auf den Innenwiderstand schliessen. Jetzt mal den Anlasser
betätigen und Batteriespannung messen - Lichtmaschine muss getrennt sein
oder die Messung muss schnell, bevor der Motor anspringt durchgeführt werden. Dieser Spannungsabfall ist beträchtlich ca. halbe Batteriespannung.
Jetzt kann man auf den Anlasserstrom schliessen - und vor allem, was
dabei trotzdem noch innerhalb der Batterie verheizt wird. Den Anlasser
freidrehend zu betreiben gibt zwar elektrisch günstigere Werte, wenn er
jedoch ein Fahrzeug antreiben soll, ist es durchaus mit dem Anlassen
vergleichbar. Naja, was sollst. Einfach probieren VG Micha

[vohopri]

Hallo Yaroslav,

Nochmal:

Wie hoch ist der Leistungsbedarf?

Wie schnell soll das Fahrzeug fahren, welche Antriebskraft brauchst du? Und poste auch genau, wie du zu diesen Zahlen kommst.

Auf dieser Grundlage kann man dann einen Motor aussuchen.

grüsse,
Hannes

[yaro]

P=m*v²/t
Ich habe mit folgenden Werten gerechnet: 100kg werden in 5s auf ca. 30km/h beschleunigt (sehr viel schneller muss es nicht fahren, will mich ja nicht umbringen)
m = 100kg v = 8m/s t = 5s
das macht einen Wert von 1280W
Dabei ist die Luftbeschleunigung nicht einberechnet, und Reibungsverluste auch nicht.
Somit bräuchte ich einen Motor der um die 1.5kW schafft. Es können auch ruhig mehr werden, das problem ist wohl der Kostenfaktor. Allerdings gibt es bei ebay alte elektroroller für unter 150Euro zu kaufen, und das als komplettes Gerät, da müsste doch ein Elektromotor eigentlich garnicht sooo teuer werden.......

[Neodym_1]

Hallo,
die hohen Ströme sollten kein unüberwindbares Problem darstellen. Einfach H-Brücke aufbauen mit mindestens 2parallelen IRFP064N pro Schalter... Also insgesammt 8 Stück. Diese mit einem ordentlichen Treiber (zb. HIP4081) ansteuern, Microcontroller mit 4 PWM Ausgängen, ein wenig Software und das wars... guter Tipp für Stromzufuhr: Einpressmuttern. Um effentuell den Strom zu messen gibt es tolle Hallsensoren (ACS758) bis zu 200A von allegro microsystems...
Oszi währe halt angesagt... aber wenn du Glück hast bekommst du es auch ohne zu laufen...
Beim Preis wirst du halt nicht unweit von 80 Euros landen...

[vohopri]

Hallo,

also so rechnest du. Rechnerisch ist das auch ok. Ich denke aber, dass das für eine Erstkonstruktion sehr stark überdimensioniert ist.

Zum Vergleich: Fürs Radfahren rechnet man 50 bis 100 W und ein Spitzenprofi im Radsport leistet ca 400 W.

grüsse,
Hannes

[yaro]

Hallo, danke für die schnellen antworten.
Neodym_1, H-Brücken sind zwar tolle sachen, aber für mich eher unnützlich, ich will ja nur vorwärts fahren. Das Projekt soll technisch nicht besonders ausgeklügelt sein, ist eben nur ein nebenprojekt. Ich will die simpelste Lösung, die am wenigsten Aufwand macht. Werde also als Regelung wohl einfach 2 MosFets parallel schalten, um gas zu geben, das sollte reichen.
An Hall-Sensoren habe ich garnicht gedacht, sehr tolle dinger! Aber der, den du vorgeschlagen hast eignet sich für mich nicht, denn "The ACS758 family can be used for AC or DC current sensing in the range 50 to 200A, 3.0 to 5.5V. " ich habe 12V.

Danke für die vielen Beiträge, Hannes! Das mit den Fahrrädern ist wirklich ein Argument. Trotzdem würde ich gerne einen etwas leistungsstärkeren Motor benutzen, denn mit einem schwachen Motor erreiche ich zwar hohe Geschwindigkeiten, aber das ist nicht wirklich mein Ziel, ich will mich ja nicht bei 60km/h auf dem Teil umbringen, sondern will auf mehr oder weniger kleinen Distanzen beschleunigen und mit mäßiger Geschwindigkeit (ca. 30km/h) ein bisschen um die kurven fahren, es soll eher sowas wie ein Gegg werden.
Kannst du mir irgendeinen passenden Motor empfehlen, der etwas mehr als 1kW bringt?

Grüße, Yaro

[021aet04]

Woher bekommst du das PWM Signal? Wenn es von einem µC kommt kannst du den Hallsensor mit dem µC auswerten

[Neodym_1]

Du hast gefragt wie das bei kleinen Elektrofahrzeugen gemacht wird und ich habe es hingeschrieben...Wenn du nur in eine Richtung fahren willst vereinfacht das natürlich einiges, da kannst du natürlich den einen Pol des Motors auf Vcc hängen und den anderen über zwei kräftige Mosfets und ein diskret erzeugtes PWM-Signal gegen Masse ziehen.
Und das mit dem ACS758 hast du falsch verstanden...an den Pins durch welche der Strom fließt kann die Spannung max 350V betragen. Nur die "Logik" des Ics will mit 5V versorgt werden... Aber ich glaube sowiso nicht das du eine Strommessung benötigst....
Und wegen den Motoren wirst du wahrscheinlich bei Ebay dein Glück versuchen müssen, denn 1kW starke Motoren für 12V sind schon am oberen Ende der Baugröße für Standartanwendungen... und kosten gleich an die 300 Euros...

[vohopri]

Kannst du mir irgendeinen passenden Motor empfehlen, der etwas mehr als 1kW bringt?

Hallo Yaro,

alles was ich da kenne geht aus gutenn Gründen ab 24 oder eher 48 Volt und ist Profitechnik für gewerblich Anwendung. Ist zwar alles mit Google herauszufinden, aber eben auch professionell teuer.

grüsse,
Hannes

[yaro]

Das PWM werde ich mit einem AtMega erzeugen denke ich mal. Als Transistor will ich einen von den hier verwenden: http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAction.html?method=retrieveTfg&Ne=4294530088&Ntt=mosfet&Nr=AND(avl%3ade%2csearchDiscon_de%3aN)&Ntk=I18NAll&Ntx=mode%2bmatchallpartial&N=4294955639+4294522673&Ns=stockPolicy_de|1||new_de|1&Nty=1&binCount=1971&selectAttribute=280A#breadCrumb
Am besten wohl den im I²PAK Gehäuse, oder? Den kann man am besten Kühlen.
Wird ein solcher reichen? Ich kann mir irgendwie nicht vorstellen, dass durch so ein kleines bauteil so viel Strom flißen soll, ist das Realistisch? Soll ich 2 parallel schalten?
Großer Kühler und Wärmeleitpaste versteht sich von selbst.
Eine Strommessung werde ich nicht brauchen.
Vielleicht werde ich auch 2 Autobatterien parallel oder in Reihe schalten, kommt drauf an, was für einen Motor ich finde. Bleibt nur die Frage, wie ich das in einem Bobbycar verstauen soll.....Aber um die Mechanik kümmert sich ja sowieso mein Kumpel =)
Ich gehe Morgen auf den Schrottplatz und schau mich mal nach Motoren um, vielleicht haben sie dort ja passende. Womöglich aus Kettensägen, Rasenmähern, odern irgendwelchen Elektrorollern.
Wenn absolut nichts geht, dann nehme ich einen Anlasser. Wenn der kaputt geht, habe ich eben Pech gehabt. Hoffe bloß, der Fliegt mir nicht um die Ohren..... da werd ich mir noch was überlegen müssen.
Einen Motor zu kaufen lohnt sich nicht, die fangen bei 300 schon an, wie Hannes treffend erwähnt hat.

enn ich nichts passendes finde, wird das Projekt eben verschoben, bis ich Zeit und Lust für einen Benziner habe.

Grüsse, Yaro

Man kann eventuell auch 2 Motoren nehmen. Kleinere Motoren sollten auf den Schrott besser zu finden sein.

Anlasser sind kaum für den Dauerbetreib gedacht. Da kann man dann nicht viel Leistung erwarten.

[Gast999]

Bitte nochmal die Anforderungen überdenken,
15-20kmh sind mit so einem kleinen Gefährt mehr als schnell genug als gag, ich wette das ganze kommt dem Piloten dann subjektiv als 60-80kmh vor wegen "direktem" fahr und Lenkgefühl.
30kmh gegen ein festes Hindernis sind tödlich

->300-500W (mit entsprechendem Drehmoment, das ist das was das Vorhaben schwierig gestaltet) sollten für Spaß schon locker reichen

[tobi84]

Hallo,

die Stromstärke die auf den Starterbatterien angeben wird, ist laut der EN Norm eine Kaltstartprüfung. Die 700A kannste ziehen für 10s und Klemmspannung beträgt dann 7,5V. Nur somal zum Nachdenken ;-)

Von einer Starterbatterie kann man auch nur etwa 30% der Kapazität entnehmen, bevor man sie kaputt macht. (Tiefentladung)

[Rofo88]

Bei Ebay gibts Motoren mit 500W für 12V. 2 Stück davon und du solltest fehrspass haben.

[Richard]

Du hast gefragt wie das bei kleinen Elektrofahrzeugen gemacht wird und ich habe es hingeschrieben...

Moin moin.

Bei.. http://www.heinzmann.de/index.php?option=com_content&task=view&id=31&Itemid=129&lang=de

Gibt es tolle Motorräder gleich mit Elektronik (Mototsteuerung) im Rad
montiert. Leider haben die dort anscheinend keine Mail Adresse um
Preise zu erfahren muß man dort anscheinend anrufen. Die "Räder" selber
scheinen aber grenzgenial zu sein. :-)

Gruß Richard

[corado]

Hallo,
also ein Anlasser soltle so um 1,5KW haben das erscheint realsitisch (Habe mal KFZ mechainker gelernt)
Für nen Spaßauto (Bobbycar) würde ich auch NUR einen Anlasser verwenden alles andere ist Unsinn, da viel zu teuer!!
Wirkungsgrad und Lebendauer speilen in diesem Fall keine Rolle!!
Du willst damit ja nicht täglich 20km fahren :-)

Ein Anlassermototr ist wie schon geasagt, nicht für den Dauerbetrieb ausgelegt.
Ich würde versuchen den Motor so mit 6-8V zu betreiben
Und das wiederum würde ich natürlich mit PWM machen :-)
Also nimm ein Ne555 oder ein Atmel und IRF5305 doer so heißen die glaube ich, das sind Logik level FETS mit ziemlich viel leistung.
Schalte eingei davon PArrallel und steuer die über einen kleinen Transisor an, ich weiß nicht wieviele Du davon PArralel direkt am Atmel ansteuern kannst ohne Transe.
Und dann taste Dich einfach ran.
Nimm einfach kurze impulse und nach und nach immer mehr, Du mehr dann recht schnell wenn es zu viel für die Fets wird :-) Dann halt mehr parrallel oder mehr Kühulung.
Mit 0,5kw hast Du mehr als genug!! Leistung.
Ich fahre ein RICHTIGES Elektroauto, das hat Max 4KW!!! Obwohl der Motor 12KW Leisten könnte!!!
Fahren tu ich selten mehr als mit 1,5KW und das Auto wiegt OHEN FAhrer schon um 200KG!!!
Mit 1KW komme ich etwa um 65km/h!!!!! Wobei der Motor einen schweine Wirkungsgrad von im idealfall 93% hat!!
Der Anlassermortor wird wohl nicht über 50% Wirkumgsgrad kommen, da er nicht mal LAger hat (Weder Sinter noch Kugel!!)
Spaß wird der Motor mit Sicherheit bringen :-)